Massive regnmængder. Lange tørkeperioder. Insektangreb, ruskende orkaner og naturbrande.
Det er blot nogle af de ekstremer, vi med klimaforandringerne i horisonten kan forvente – og som fremtidige skove derfor må tilpasse sig.
Men træer er som bekendt ikke de hurtigste i klassen. De bruger mindst 10-15 år på at blive kønsmodne, sætte frø og formere sig. Og nogle gange må fagfolkene vente 30 år, før de kan vurdere, om et træ er i topklasse. Den genetiske udvikling går derfor langsomt i forhold til plantearter som korn, majs og græs, der producerer nye generationer hvert år. Og lægger man alle trinene sammen, tager hver forædlingscyklus mellem 25 og 30 år.
Det fortæller Jing Xu. Hun er adjunkt på Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning (IGN) på Københavns Universitet og forsker i skovgenetik og træforædling: ”Den traditionelle fremgangsmåde er meget langsom, så det handler om at speede processerne op og forkorte træforædlingens cyklus – og det kan vi blandt andet med DNA-teknologier,” fortæller hun.
Genetisk overblik
I laboratoriet kan Jing Xu og hendes kolleger ved brug af avancerede teknologier kortlægge træernes DNA. Og det giver nogle helt nye muligheder i træforædlingen, der i sidste ende kan forkortes med årtiers arbejde.
”Vi kan fx gå direkte ud i skoven og finde træer med ønskede egenskaber som aksefasthed eller frostresistens og tage nåleprøver med hjem til laboratoriet,” siger Jing Xu.
Her er et par nåle nok til at finde tilbage til moder- og fadertræerne ud fra afkommets DNA. ”Hvis de undersøgte træer stammer fra en frøplantage, kan vi hurtigt afgøre, hvilke af klonerne i frøplantagen der får de gode afkom,” forklarer hun. Med det genetiske overblik kan træforædlerne nu udføre en såkaldt ”baglæns selektion” i den frøplantage, hvor de undersøgte træer stammer fra. Det gør de ved at tynde ud i plantagen og fjerne træer med ’dårlige’ afkom, mens træer med ’gode’ afkom beholdes til den fremtidige frøproduktion.
”Som træforædler er man jo kun interesseret i at beholde de træer i frøplantagen, der får afkom med ønskede egenskaber. Ved at tynde ud i frøplantagen kan vi forbedre og målrette det fremtidige frømateriale mod bestemte egenskaber,” fortæller skovgenetikeren.
Baglæns selektion er ikke i sig selv en ny metode. Det nye er hastigheden, der betyder, at træforædlerne med det samme kan lave forbedrende udtyndinger i frøplantagen – i stedet for at vente 20 år på nye afkomsforsøg:
”Med DNA-teknologi udnytter vi, at der ude i skovene allerede findes afkom, som er over 20 år gamle. På den måde kan en almindelig plantage straks blive omdannet til et afkomsforsøg – og det sparer os 20-25 år i træforædlingen,” forklarer Jing Xu.
Bygger på fundamentet
DNA-metoden, som kan spare årtier i forædlingsarbejde, blev opfundet i 2009 i en sideløbende proces mellem en canadisk forsker og danske Ole Kim Hansen, der er lektor i skovgenetik ved IGN på KU. Metoden er siden blevet døbt ”breeding without breeding”, fordi træforædlerne – når de kender træernes DNA – kan gennemføre en forædlingscyklus uden faktisk at skulle avle på træerne.
Moderne DNA-teknologier som breeding without breeding hviler dog stadig på den platform, som den traditionelle træforædling har skabt. Hvis man fx har en god bevoksning af egetræer og gerne vil finde forældrene, er man som forædler afhængig af, at egetræerne stammer fra en tilgængelig frøplantage, så det er muligt at krydstjekke DNA-profilerne og fastslå slægtskabet.
”Med DNA-teknologi kan vi i dag undersøge ting, som vi ikke drømte om for bare ganske få år siden,” siger Erik Dahl Kjær, der er professor i skovgenetik ved IGN på KU.
”Men det har ikke for alvor ændret på det overordnede forædlingsarbejde, hvor man vælger de træer, som gennem deres vækst har vist sig at være egnet til deres dyrkningsformål. Fx et ret egetræ med god sundhed og vækstkraft, der samtidig er klimatilpasset,” forklarer han og påpeger, at træerne helst skal leve op til alle kriterierne på én gang.
”Og det kan man reelt kun afgøre ved at dyrke træerne og se, hvordan de vokser i forskellige typer forsøg,” slår han fast.
Den traditionelle træforædling er altså på ingen måde kastet ud med badevandet med tilgangen af de nye metoder, der i højere grad kan opfattes som et supplement, der gør det eksisterende arbejde meget mere effektivt.
Stort potentiale for små træarter
Det kan dog være en dyr fornøjelse at implementere DNA-teknologier i forædlingsarbejdet. Og det kræver derfor en investeringsvillighed, der for nogle kan opleves som en barriere.
Den traditionelle træforædling
Traditionel træforædling begynder ved podning af de kviste, som træforædlerne indsamler fra såkaldte plustræer i naturlige bevoksninger. Indsamlingen skal helst ske fra mange plustræer – fx 100 træer.
Samtidig med podning indsamler forædlerne også frø fra de udvalgte træer. De skal bruges i de afkomsforsøg, som senere skal afsløre plustræernes avlsværdi. Efter kvistene er podet på stammer i en frøplantage, går der typisk 10-15 år, før podningerne har vokset sig store nok til at kunne producere frø i kommercielle mængder. Sideløbende vokser træerne i afkomsforsøget – men her går der nemt 15-20 år fra frøet blev samlet, til man kan afgøre, hvilke af de 100 plustræer der
er bedst – og dermed hvilke af de podede træer som i sidste ende skal forblive i frøplantagen.
Først når resultaterne fra afkomsforsøgene foreligger, kan træforædlerne udvælge de bedste modertræer – fx 25 ud af 100 – og fjerne resten. Podningerne fra de mange træer, som ikke blev valgt, bliver fældet uden nogensinde at have produceret frø. Tilbage står nu et antal træer i frøplantagen, som ved hjælp af genetisk selektion kan producere forædlet frø til skovbruget. Det er en proces, der fra indsamlingen af den første podekvist typisk tager 25-30 år.
Men ifølge både Erik Dahl Kjær og Jing Xu vil en investering i DNA-metoder som breeding without breeding hurtigt tjene sig hjem, fordi man som forædler sparer årtiers afprøvning.
I dag er det primært store skovlande som Sverige, USA og Canada med tilhørende store træindustrier, der finansierer DNA-teknologier til forædling af kommercielle træarter som rødgran
og fyr. Men også i mindre skovlande som Danmark er teknologierne i brug – fx i forædlingen af nordmandsgran og nobilis, som Jing Xu’s forskning har centreret sig om de seneste ni år.
Men teknologierne har stadig et stort potentiale for en række af de såkaldte små træarter som fx ægte kastanje og valnød, der i dag ikke er så udbredte i skovbruget:
”Jeg tror, der er et kæmpe potentiale for at bruge DNA-teknologier i forædlingen af de mindre træarter, som forskningen endnu ikke har haft et stort fokus på,” pointerer Jing Xu. Forædling af et bredt spektrum af træarter kan blive afgørende for fremtidens skovbrug, hvis klimaet bliver varmere og fortrænger velkendte træarter som bøg og rødgran. Og netop klimatilpasning er et område, som har skovgenetikernes opmærksomhed:
”I Danmark undersøger vi også mulighederne for at bruge DNA-teknologier til at finde træ er med evnen til at klare fremtidige klimaekstremer – en evne, som det er svært at afprøve i forsøg, fordi vi ikke kan simulere fremtidens klima ude i felten,” fortæller Erik Dahl Kjær.
DNA-teknikker kan ligeledes være med til at sikre høj genetisk diversitet i fremtidens frøkilder – et afgørende parameter med tanke på den usikkerhed, der knytter sig til fremtidens klima, og som derfor også er et fokusområde for skovgenetikerne.
Feltopmålinger skal også optimeres
Selvom udviklingen i DNA-teknologier går stærkt, understreger Erik Dahl Kjær, at forædlingsarbejdet i fremtiden ikke udelukkende vil foregå i laboratoriet: Det vil stadig have sit udgangspunkt i frøplantager og klassiske feltforsøg. Derfor er Jing Xu og hendes kolleger også begyndt at forske i nye metoder, der skal gøre feltopmålingerne hurtigere.
Med indtoget af avancerede DNA-teknologier er det blevet muligt at kortlægge træernes gener på en effektiv måde. Men træernes fysiske udtryk som fx højde og rethed er lige så vigtig for forædlerne at kende, da det netop er koblingen mellem træernes genetiske og fysiske egenskaber, der gør det muligt at forbedre fremtidens skovtræer.
Mange af træernes fysiske parametre kan ikke afgøres i laboratoriet, og derfor må forædlerne også snøre støvlerne og tage en tur i skoven for at måle på træerne. Men metoderne til at måle på træerne ude i skoven er i dag både tidskrævende og dyre.
”Feltopmålingerne er faktisk blevet en flaskehals for os – og derfor er det afgørende, at vi også udvikler denne del af forædlingsarbejdet,” konstaterer Jing Xu. Fx bruger forædlerne stadig borekerner til at bestemme årringsbredden, selv om de derved også skader træerne. Eksemplet
illustrerer behovet for nye metoder, og her peger Jing Xu bl.a. på ’remote sensing’, hvor skoven
måles på afstand med droner eller satellitdata. Denne teknologi vil fx kunne optimere opmålingen af træernes højde og afgøre træernes vitalitet ved at vurdere farve og tæthed i kronetaget.
I dag er der kommet fart på kortlægningen af træernes genetiske egenskaber. Men hvis det lykkes Jing Xu og hendes kolleger også at fremskynde opmålingen af træneres fysiske egenskaber, vil det sætte yderligere skub i forædlingen af fremtidens træer.
